抽出塔によるコークス製造工程でのフェノール含有廃水の処理

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抽出塔を用いたコークス製造過程で発生するフェノール含有廃水の処理について。コークス製造時に発生する廃水は、アンモニア窒素や有機物の濃度が高く、生物学的に分解しにくい有機性廃水です。その中でも主な汚染物質はフェノール類です。近年、このようなコークス製造廃水の生物処理法は多く存在しますが、本稿では抽出塔を用いた処理法について紹介します。フェノールは、GB8978-1996「汚水総合排出基準」で定められている第2種の汚染物質であり、1次および2次の排出濃度はどちらも0.5mg/Lです。工業生産におけるフェノール含有廃水の対処法として、まず第一にクリーンプロダクションを積極的に推進することであり、すなわち製造工程を見直し、運用管理を強化することによって、生産設備から排出される廃水のフェノール濃度をできるだけ低減させるのである。またはフェノール含有廃水を再利用し、廃棄物量を削減する；次に、最終処理の強化であり、フェノール含有廃水は一度製造装置から排出されると、可能な限り回収して再処理し、基準を満たす排出を実現しなければならない。通常、濃度が1000mg/L以上のフェノール含有廃水は高濃度フェノール含有廃水と呼ばれ、このような廃水はフェノールを回収した後に処理しなければならない；濃度が1000mg/L未満のフェノール含有廃水は低濃度フェノール含有廃水と呼ばれ、通常この種の廃水は循環利用され、フェノールを濃縮回収した後に処理される；フェノール濃度が300mg/L未満の廃水は、吸着、生物化学的処理、化学酸化などの方法で処理した後、基準を満たして排出することができる。 現在の抽出装置の発展や、我が国の抽出技術のますますの成熟に伴い、現段階ではフェノール含有廃水の処理工程において抽出法が広く用いられている。廃水処理における抽出法は国内外で研究が進められており、一定の成果が得られている。我が国の現状を見ると、主な問題は濃縮されたCOD成分と色成分の処理問題です。我が国の事情上、液体CO2のような抽出剤は使用できず、一般的に使用される抽出剤はほとんどが逆抽出を必要とし、逆抽出後の溶媒は再利用され、逆抽出液は処理しなければなりません。国内で処理される廃水には共通の特徴がある。すなわち、廃水中の有機汚染物質の大部分が反応の原料または生成物であり、抽出の研究から取り組むことで抽出の選択性を高め、逆抽出液を元の製造工程と結びつけることが可能である。これが実現すれば、溶剤抽出法による高濃度の着色廃水処理は、その経済性と実用性から広く利用されるようになるでしょう。 フェノール含有廃水の処理工程において、パルス振動を用いる目的は、抽出剤とフェノール水がパルス状に接触するようにし、乳化物が抽出塔のスクリーン孔に蓄積するのを防ぎ、スクリーン孔の閉塞を防ぎ、スクリーン孔の通過性を確保するためである。しかし、脈動の振幅は適切でなければならず、振幅が大きすぎると液体が溢れ出し、抽出剤とフェノール水が互いに混入して、大量の抽出剤が失われる。液泛はアルカリ洗浄塔への水の流入を引き起こし、フェノールナトリウム塩の品質に影響を与えます。パルス振幅は、一般的に35mmの間で制御される。 　　抽出過程において乳化物が生成され、この乳化物は抽出塔内のスクリーン上に蓄積し、スクリーンの孔を塞いでしまいます。その結果、抽出剤とフェノール水が十分に接触できなくなります。また、大量の乳化物によって油水の分離も困難になり、抽出剤の損失も深刻になります。乳化液を破壊するためには、フェノール水中の親水性物質であるタールを除去しなければならない。 　　まず、フェノール水を貯槽内で静置して沈殿させ、定期的に貯槽の底からタールを排出する。次に、タールを除去したフェノール水をコークスフィルターを通す。このフィルターには25mmのコークス粒子が充填されており、これによってフェノール水中のゲル状タールも除去される。 　　フェノール処理量は適切に設定する必要があり、水量が多すぎると液面が溢れ出すため、一般的には8～12T/hに抑えるべきである。抽出剤は一定期間循環使用した後、速やかに再生する必要がある。抽出剤を75～85℃の熱水に通すことで、抽出剤中の乳化油が破乳し、抽出剤の品質が回復する。 　　抽出塔内の二相界面が高すぎると、抽出塔からの油に水分が混入し、アルカリ洗浄塔内のフェノラート塩の品質に影響を与える。抽出塔内の二相界面が低すぎると、抽出塔内の抽出高さが低くなり、抽出効率に影響を与えます。したがって、抽出塔内の二相界面の高さを正確に制御し、抽出塔の中央部よりも低く保つ必要がある。